Uživatelská příručka pro autonomní mobilní robot ROBOWORKS STM32F103RC Mecabot

K navigaci Mecabota použijte dodávanou aplikaci pro dálkové ovládání nebo volitelné fyzické dálkové ovládání. Postupujte podle pokynů v uživatelské příručce pro konkrétní ovládací prvky.

FAQ

Q: Jak nabiju baterii Mecabotu?
- A: Chcete-li nabít baterii Mecabota, připojte dodanou chytrou nabíječku k nabíjecímu portu robota a ke zdroji energie. Před odpojením nechte baterii plně nabít.

Shrnutí

Mecabot je vzdělávací a výzkumný robot založený na ROS (Robot Operating System) pro robotické výzkumníky, pedagogy, studenty a vývojáře.
Mecabot je vybaven vestavěným ovladačem ROS, LiDAR, hloubkovou kamerou, ovladačem STM32 Motor/Power/IMU a kovovým podvozkem s všesměrovými koly mecanum.
Mecabot je ideální pro začátečníky ROS s dostupnou cenou, kompaktním designem a balíčkem připraveným k použití. Mecabot je také solidní platforma pro autonomní mobilní roboty (AMR) pro robotické vzdělávání a výzkumné projekty.

Mecabot se dodává se čtyřmi odrůdami:

Mecabot 2 – Vhodné pro začátečníky ROS a nízkorozpočtové projekty.

Mecabot Pro – Ideální platforma pro autonomní mobilní roboty (AMR) pro robotické vzdělávání, výzkumné a vývojové projekty a rychlé prototypování.
Mecabot Plus – Ideální platforma autonomního mobilního robota (AMR) pro aplikace vnitřních servisních robotů. Tato kategorie je dostatečně závažná, aby byla zvážena pro průmyslový a komerční rozvoj.

Mecabot X – Ideální platforma autonomního mobilního robota (AMR) pro vnitřní servisní robotické aplikace s celokovovým krytem.

Mecabot přichází s oblíbenými ovladači ROS, jako jsou:

Jetson – Orin Nano
Jetson – Orin NX

Klíčové komponenty

Modelky

Variace	Obraz
Mecabot 2

Mecabot Pro
Mecabot Plus
Mecabot X

Specifikace produktu

Představení ROS Controllerů

Pro použití s Mecabotem na platformě Nvidia Jetson jsou k dispozici 2 typy ovladačů ROS. Jetson Orin Nano je ideální pro vzdělávání a výzkum. Jetson Orin NX se častěji používá v prototypování a komerčních aplikacích.
Následující tabulka ukazuje hlavní technické rozdíly mezi různými ovladači dostupnými od Roboworks. Obě desky umožňují vysokou úroveň výpočtů a jsou vhodné pro pokročilé robotické aplikace, jako je počítačové vidění, hluboké učení a plánování pohybu.

Snímací systém

Snímací systém: LiDAR a hloubková kamera

Leishen LSLiDAR je nainstalován na všech variacích Mecabot s použitým modelem N10 nebo M10. Tyto LiDARy nabízejí 360° rozsah skenování a vnímání okolí a mohou se pochlubit kompaktním a lehkým designem. Mají vysoký poměr šumu signálu a vynikající detekční výkon na objektech s vysokou/nízkou odrazivostí a fungují dobře v silných světelných podmínkách. Mají detekční dosah 30 metrů a skenovací frekvenci 12 Hz. Tento LiDAR se hladce integruje do Mecabots, což zajišťuje, že ve vašem projektu lze snadno dosáhnout všech mapových a navigačních použití.

Níže uvedená tabulka shrnuje technické specifikace LSLiDAR:

Všechny Mecaboty jsou navíc vybaveny hloubkovou kamerou Orbbec Astra, což je kamera RGBD. Tato kamera je optimalizována pro řadu použití včetně ovládání gesty, sledování kostry, 3D skenování a vývoje mračna bodů. Následující tabulka shrnuje technické vlastnosti hloubkové kamery.

Deska STM32

Deska STM32 (ovládání motoru, řízení spotřeby a IMU)

Deska STM32F103RC je mikrokontrolér používaný ve všech Mecabotech. Má vysoce výkonné ARM Cortex-M3 32bitové RISC jádro pracující na frekvenci 72 MHz spolu s vysokorychlostními vestavěnými pamětmi. Pracuje v teplotním rozsahu -40 °C až +105 °C a vyhovuje všem robotickým aplikacím v celosvětovém klimatu. Existují režimy úspory energie, které umožňují návrh aplikací s nízkou spotřebou. Některé z aplikací tohoto mikrokontroléru zahrnují: motorové pohony, řízení aplikací, robotické aplikace, lékařská a ruční zařízení, PC a herní periferie, platformy GPS, průmyslové aplikace, video interkomy poplašného systému a skenery.

STM32F103RC / Vlastnosti

STM32F103RC	Vlastnosti
Jádro	ARM32-bit Cortex –M3 CPU Maximální rychlost 72 MHz
Vzpomínky	512 KB paměti Flash 64 kB SRAM
Hodiny, reset a správa zásob	Napájení aplikace 2.0 až 3.6 V a vstupy/výstupy
Moc	Režimy spánku, zastavení a pohotovostního režimu napájení pro RTC a záložní registry
DMA	12kanálový řadič DMA
Režim ladění	SWD a JTAG rozhraní Cortex-M3 Embedded Trace Macrocell
I/O porty	51 I/O portů (mapovatelné na 16 externích vektorů přerušení a 5V tolerantní)
Časovače	4×16bitové časovače 2 x 16bitové PWM časovače pro řízení motoru (s nouzovým zastavením) 2 x hlídací časovač (nezávislé a okenní) Časovač SysTick (24bitový downcounter) 2 x 16bitové základní časovače pro řízení DAC
Komunikační rozhraní	Rozhraní USB 2.0 s plnou rychlostí SDIO rozhraní Rozhraní CAN (2.0B aktivní)

Systém řízení a řízení

Systém řízení a řízení je integrován s designem a konstrukcí Mecabotu. V závislosti na zakoupeném modelu se bude jednat o pohon 2 nebo 4 kol, přičemž obě možnosti jsou vhodné pro různé účely výzkumu a vývoje. Kola na všech Mecabotech jsou všesměrová kola mecanum se všemi druhy kromě standardního Mecabot včetně nezávislého systému odpružení. Rodina robotů Mecabot je ideální pro širokou škálu výzkumných a komerčních aplikací, což z ní dělá perfektní robot pro váš další projekt.

Schéma designu Mecabot 2:

Schéma designu Mecabot Pro:

Schéma designu Mecabot Plus:

Schéma designu Mecabot X:

Správa napájení

Všechny Mecaboty jsou dodávány s 6000 mAh Power Mag, magnetickou baterií LFP (Lithium Iron Phosphate) a nabíječkou. Zákazníci mohou za příplatek upgradovat baterii na 20000 XNUMX mAh. Baterie LFP jsou typem lithium-iontové baterie známé pro svou stabilitu, bezpečnost a dlouhou životnost. Na rozdíl od tradičních lithium-iontových baterií, které využívají kobalt nebo nikl, se LFP baterie spoléhají na fosforečnan železitý, čímž nabízejí udržitelnější a méně toxickou alternativu. Jsou vysoce odolné vůči tepelnému úniku, čímž snižují riziko přehřátí a požáru. Zatímco mají nižší energetickou hustotu ve srovnání s jinými lithium-iontovými bateriemi, baterie LFP vynikají odolností, delší životností, rychlejším nabíjením a lepším výkonem v extrémních teplotách, díky čemuž jsou ideální pro elektrická vozidla (EV) a systémy pro ukládání energie. Power Mag lze připevnit na jakýkoli kovový povrch robota díky designu magnetické základny. Díky tomu je výměna baterií rychlá a snadná.

Technické specifikace

Model	6000 XNUMX mAh	20000 XNUMX mAh
Baterie	22.4V 6000mAh	22.4V 20000mAh
Materiál jádra	Fosforečnan lithno-železitý	Fosforečnan lithno-železitý
Cutoff Voltage	16.5 V	16.5 V
Plný svtage	25.55 V	25.55 V
Nabíjecí proud	3A	3A
Materiál pláště	Kov	Kov
Výkon vybíjení	15A trvalé vybíjení	20A trvalé vybíjení
Zástrčka	Konektor DC4017MM samice (nabíjení) Konektor XT60U-F samice (vybíjení)	Konektor DC4017MM samice (nabíjení) Konektor XT60U-F samice (vybíjení)
Velikost	177 * 146 * 42 mm	208 * 154 * 97 mm
Hmotnost	1.72 kg	4.1 kg

Ochrana baterie:

Zkrat, nadproud, přebití, ochrana proti nadměrnému vybití, podpora nabíjení při používání, vestavěný bezpečnostní ventil, deska zpomalující hoření.

Automatická nabíjecí stanice (Power+):

Auto Charging Station je dodáváno s modelem Rosbot 2+ a lze ji zakoupit samostatně pro práci s Rosbot 2, Rosbot Pro a Rosbot Plus.

ROS 2 Rychlý start

Když je robot poprvé zapnut, je ve výchozím nastavení řízen systémem ROS. To znamená, že deska ovladače podvozku STM32 přijímá příkazy z ovladače ROS 2 – Jetson Orin.
Počáteční nastavení je rychlé a snadné, z hostitelského počítače (doporučeno Ubuntu Linux) se připojte k hotspotu Wi-Fi robota. Výchozí heslo je „dongguan“.

Dále se připojte k robotu pomocí SSH přes linuxový terminál, IP adresa je 192.168.0.100, výchozí heslo je dongguan.
S terminálovým přístupem k robotu můžete přejít do složky pracovního prostoru ROS 2 pod „wheeltec_ROS 2“

Před spuštěním testovacích programů přejděte na wheeltec_ROS 2/turn_on_wheeltec_robot/ a vyhledejte wheeltec_udev.sh – Tento skript je nutné spustit, obvykle pouze jednou, aby byla zajištěna správná konfigurace periferií.
Nyní můžete otestovat funkčnost robota a spustit funkci ovladače ROS 2 spuštěním: „roslaunch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch“

V druhém terminálu můžete použít uzel keyboard_teleop k ověření ovládání podvozku, jedná se o upravenou verzi oblíbeného ROS 2 Turtlebot example. Typ: “roslaunch wheeltec_robot_rc keyboard_teleop.launch”

Předinstalované balíčky ROS 2 Humble

Níže jsou uvedeny následující uživatelsky orientované balíčky, i když mohou být přítomny jiné balíčky, jedná se pouze o závislosti.

turn_on_wheeltec_robot

Tento balíček je zásadní pro umožnění funkčnosti robota a komunikace s řídicí jednotkou podvozku.
Primární skript „turn_on_wheeltec_robot.launch“ musí být použit při každém spouštění pro konfiguraci ROS 2 a řadiče.

wheeltec_rviz2

Obsahuje spuštění files ke spuštění rviz s vlastní konfigurací pro Pickerbot Pro.

wheeltec_robot_slam

Balíček mapování a lokalizace SLAM s vlastní konfigurací pro Pickerbot Pro.

wheeltec_robot_rrt2

Rychlé prozkoumání algoritmu náhodného stromu – Tento balíček umožňuje Pickerbotu Pro naplánovat cestu k požadovanému umístění spuštěním průzkumných uzlů.

wheeltec_robot_keyboard

Praktický balíček pro ověřování funkčnosti robota a ovládání pomocí klávesnice, a to i ze vzdáleného hostitelského počítače.

wheeltec_robot_nav2

Balíček uzlů ROS 2 Navigation 2.

wheeltec_lidar_ros2

Balíček ROS 2 Lidar pro konfiguraci Leishen M10/N10.

wheeltec_joy

Balíček ovládání joystickem, obsahuje spuštění files pro uzly joysticku.

simple_follower_ros2

Základní algoritmy sledování objektů a čar pomocí laserového skenování nebo hloubkové kamery.

ros2_astra_camera

Balíček hloubkové kamery Astra s ovladači a spuštěním files.

www.roboworks.net

Dokumenty / zdroje

ROBOWORKS STM32F103RC Autonomní mobilní robot Mecabot [pdfUživatelská příručka
STM32F103RC Autonomní mobilní robot Mecabot, STM32F103RC, Autonomní mobilní robot Mecabot, Autonomní mobilní robot, Mobilní robot, Robot

Reference

Uživatelská příručka

ROBOWORKS STM32F103RC Autonomní mobilní robot Mecabot

Návod k použití produktu

FAQ